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H2020

IMPRINT — Risultato in breve

Project ID: 696945
Finanziato nell'ambito di: H2020-EU.2.3.1.
H2020-EU.3.7.
Paese: Israele
Dominio: Sicurezza, Energia

Sicurezza nucleare insuperabile

Dal 1993 a oggi sono avvenuti oltre 400 furti di materie nucleari. Tutti i casi hanno visto il coinvolgimento di lavoratori interni alla struttura che schermavano i materiali rubati. Per prevenire ulteriori furti di questo tipo, una squadra dell’UE ha sviluppato un nuovo rivelatore di muoni che rende impossibile l’occultamento di sostanze radioattive.
Sicurezza nucleare insuperabile
I combustibili nucleari rappresentano le sostanze più pericolose presenti sulla Terra, e anche le più controllate. Le materie nucleari rubate possono finire nelle mani dei terroristi.

Particolarmente preoccupanti per l’Europa e per altre regioni sono le «bombe sporche»: tali dispositivi utilizzano degli esplosivi convenzionali per disperdere letali particelle di polvere radioattiva.

I controlli di sicurezza standard prevedono l’utilizzo di portali di monitoraggio delle radiazioni (RPM, radiation portal monitors) nei posti di controllo degli impianti nucleari. I veicoli passano attraverso una struttura stazionaria sulla quale sono montati vari tipi di rivelatori passivi di radiazioni. Tuttavia, gli RPM non possono rivelare materiali schermati dietro a metalli densi.

Per prevenire simili furti, il progetto IMPRINT, finanziato dall’UE, ha sviluppato nuove tecnologie in grado di rivelare materie radioattive schermate. I nuovi dispositivi di scansione sono stati progettati per porre rimedio ai punti deboli delle attuali tecnologie RPM e a raggi X.

Oltre al rivelatore stesso, IMPRINT ha sviluppato anche algoritmi e software per costruire immagini usando i dati provenienti dallo scanner. Altri fasi del progetto hanno incluso la sperimentazione sul campo e la preparazione per la commercializzazione.

Rivelatori di muoni

La tecnologia chiave del progetto prevede la rilevazione di muoni. I muoni sono particelle fondamentali subatomiche ad alta energia con carica elettrica create nell’alta atmosfera. I muoni in generale assomigliano agli elettroni, se non fosse che sono molto più pesanti e con alta energia.

Un’altra differenza fondamentale è la capacità dei muoni di penetrare la materia. «Essi hanno la più alta penetrazione nota di qualsiasi particella carica sulla Terra», afferma David Yaish, capo progetto di IMPRINT.

L’idea che sta alla base dello scanner di IMPRINT è che i muoni possono penetrare attraverso qualsiasi materiale denso per il trasporto merci e quindi anche nelle materie nucleari schermate e occultate. In effetti, i muoni non possono essere schermati.

Nella pratica

Il sistema di scansione di IMPRINT fa affidamento su una serie di sei rivelatori a mosaico. Due strati di rivelatori sono collocati sopra l’oggetto bersaglio, e altri due strati sono collocati sottoterra al di sotto dello stesso. Questi quattro rivelatori misurano le posizioni dei muoni, l’angolo di entrata e quello di uscita. Due strati aggiuntivi di rivelatori misurano la quantità di moto di ciascun muone in uscita.

Usando i dati raccolti dai rivelatori, gli algoritmi del progetto generano una mappa 3D delle densità dei materiali all’interno di un veicolo o container per localizzare di conseguenza i materiali radioattivi occultati.

In pratica, si vuole impiegare questo sistema di rilevazione a muoni come parte della catena di sicurezza insieme ad altri dispositivi di scansione. «Un RPM o scanner a raggi X viene usato quale sistema primario di ispezione, e il sistema basato su muoni verrà utilizzato quale sistema secondario di ispezione per localizzare materiali nucleari e di schermatura, oltre ad altri oggetti di contrabbando come esplosivi, armi e altri articoli proibiti», spiega Yaish.

Qualsiasi veicolo che gli scanner primari identificano come sospetto verrebbe poi ispezionato dal sistema a muoni; non sarebbe conveniente usare la rilevazione a muoni per ogni veicolo.

Gli algoritmi per la rilevazione a muoni del progetto utilizzano i dati dello scanner primario a raggi X per migliorare le prestazioni della localizzazione, e con un costo nettamente inferiore rispetto a un possibile utilizzo del sistema di rilevazione a muoni quale sistema primario autonomo.

Grazie al nuovo sistema di rilevazione a muoni di IMPRINT, gli impianti nucleari d'Europa saranno più sicuri.

Keywords

IMPRINT, muoni, nucleare, rilevazione dei muoni, materie nucleari, radioattivo